JPH0398444A - Variable speed induction motor - Google Patents

Variable speed induction motor

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JPH0398444A
JPH0398444A JP1234414A JP23441489A JPH0398444A JP H0398444 A JPH0398444 A JP H0398444A JP 1234414 A JP1234414 A JP 1234414A JP 23441489 A JP23441489 A JP 23441489A JP H0398444 A JPH0398444 A JP H0398444A
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rotor
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induction motor
connection
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Toshihiko Satake
佐竹 利彦
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Abstract

PURPOSE:To permit the employment of the title motor for an apparatus having any load characteristic by a method wherein one stator coil is short-circuited while the other stator coil is provided with the rotary magnetic field of reverse phase upon braking. CONSTITUTION:When signals are outputted from a signal outputting means, not shown in a diagram, into relays 52, 53, 55 in the connection of normal rotation, which is shown in the diagram, to flick switches M4, M5, the phase of one of stator coils becomes the opposite one by the switch M4 while the connection of a motor becomes Y-connection by the switch M5. On the other hand, the power supplying terminals of the other stator coil are short-circuited in the condition of -connection as it is by the switching of switches M6, M7 and, therefore, an electromotive force is generated by the rotation of a rotor 7. The electromotive force, thus generated, is consumed by the conductor resistance of the short-circuited stator coil and the like. In this case, a braking torque is changed variously by the pivoting of a pivoting stator. One stator coil is short-circuited and the power source of reverse phase is supplied to the other stator coil in such a manner that a variable speed induction motor, capable of coping with all kinds of load torques, is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、単一の回転子と複数個の固定子とを有し、任
意の固定子を回動することにより、固定子に対向する回
転子導体部分に誘起する電圧に位相差を生じさせ、回転
子の回転速度及び発生トルクを任意に変化させることが
できる可変速誘導電動機の加速制御の制動装置に関する
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention has a single rotor and a plurality of stators, and by rotating an arbitrary stator, the rotor can be rotated to face the stator. The present invention relates to a braking device for acceleration control of a variable speed induction motor that can arbitrarily change the rotational speed and generated torque of the rotor by creating a phase difference in the voltage induced in the rotor conductor portion.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

たとえば電動荷役機械等の稼動速度の制御装置・方法は
従来の技術によると、電気的にはインバータ、極数切換
、電圧制御等があり、機械的には変速装置があった。ま
たこれらの装置・方法を複合的に使用し、搬送または移
動、吊り上げされる荷に、搬送・移動の速度変化に伴う
振れやショックを低減させる工夫がなされてきた。
For example, conventional techniques for controlling the operating speed of electric cargo handling machines include inverters, pole number switching, voltage control, etc. for electrical purposes, and transmission devices for mechanical purposes. In addition, efforts have been made to use these devices and methods in combination to reduce vibrations and shocks caused by changes in the speed of transport or movement of loads being transported, moved, or lifted.

定速走行・移動の速度は上記従来の技術において制御可
能であるが、定速走行に至るまでの、又は、定速走行か
ら停止に至るまでの加速域における加速度制御は困難で
あり、任意時間内に任意速度に到達するまでの制御を行
うためには高価な装置を必要とする。
Although the speed of constant-speed running and movement can be controlled using the above-mentioned conventional technology, it is difficult to control the acceleration in the acceleration range up to constant-speed running or from constant-speed running to stopping. In order to control the speed until it reaches a desired speed within a certain period of time, expensive equipment is required.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

このような上記加速制御には正と負の加速があり、両者
のうち負の加速を制動と称し、電気的に多くの方法が上
げられる。たとえば、逆相制動、直流制動、発電制動、
不平衡制動などである。
Such acceleration control includes positive and negative acceleration, and of both, negative acceleration is called braking, and many electrical methods are available. For example, reverse phase braking, DC braking, dynamic braking,
This includes unbalanced braking.

逆相制動に関し特公昭63−34709がありこのもの
は、インバーターにより第1の相順の運転時の最大値よ
りも周波数、電圧を共に低下させた、第1の相順に対し
逆な第2の相順の出力を三相交流電動機に印加して逆相
制動するものである。これらは電動機に見合うインバー
タ装置を必要とする。
Regarding anti-phase braking, there is Japanese Patent Publication No. 63-34709, which uses an inverter to lower both the frequency and voltage than the maximum value during operation in the first phase order, and a second phase brake that is opposite to the first phase order. This applies phase-sequential output to a three-phase AC motor to perform anti-phase braking. These require an inverter device to match the electric motor.

また発電制動、不平衡制動は共に制動の制御回路が高価
となることや、逆相制動も含めてそれぞれの方法は、G
D2の大きさやひん度により使い分ける必要がある。た
とえば上記逆相制動の外に直流制動は古くから巻上機の
制動に、コンデンサ制動は主にロープウエイなどの比較
的高速時制動に、単相制動は比較的制動トルクが小さい
ので軟制動に適すことは公知従来技術により知られてい
ることである。
In addition, both dynamic braking and unbalanced braking require expensive braking control circuits, and each method, including reverse-phase braking,
It is necessary to use it properly depending on the size and frequency of D2. For example, in addition to the above-mentioned anti-phase braking, DC braking has been used for braking hoisting machines since ancient times, capacitor braking is mainly used for braking at relatively high speeds such as on ropeways, and single-phase braking is suitable for soft braking because its braking torque is relatively small. This is known from the prior art.

上記従来技術によるとそれぞれの電気的制動方法により
独特の制動トルク特性を示すことと、その特性曲線が一
意的に決まることから、その使用範囲、使用機器はそれ
ぞれの制動方法により限定されていた。また、それぞれ
の制動装置も、インバーターや大容量の素子(サイリス
ク)等を使用し高価な装置となっていた。
According to the above-mentioned prior art, each electrical braking method exhibits unique braking torque characteristics and its characteristic curve is uniquely determined, so the scope of use and equipment used are limited by each braking method. Furthermore, each braking device used an inverter and large-capacity elements (Sirisk), making it an expensive device.

以上のことから、同一の制動装置によりあらゆる負荷特
性の機器に使用可能で、その構造も簡単、且つ、安価に
製造可能となる可変速誘導電動機とその制動装置の提供
を技術的課題とするものである。
In view of the above, our technical objective is to provide a variable speed induction motor and its braking device, which can be used in equipment with various load characteristics using the same braking device, has a simple structure, and can be manufactured at low cost. It is.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明は、同一回転軸上に任意の間隔をおいて設けた複
数個の回転子コアに装着した複数個の導体のそれぞれを
連通状に連結した回転子と前記各回転子コアにそれぞれ
対向して固設された巻線を並列接続した複数個の固定子
とを有し、Rつ、前記複数個の固定子のうち少なくとも
1個の固定子を回転子と同心的に回動する回動固定子に
形成した可変速誘導電動機において、前記複数個の固定
子に該固定子の回転磁界の方向を逆方向に切換える逆相
装置を設けたこと、更には前記逆相装置と共にY−△切
換装置を設けたこと、また複数個の固定子に電圧調整装
置を設けたことにより、前記課題を解決するための手段
とした。
The present invention provides a rotor in which a plurality of conductors attached to a plurality of rotor cores provided at arbitrary intervals on the same rotating shaft are connected in a continuous manner, and a rotor facing each of the rotor cores. a plurality of stators in which windings are connected in parallel and are fixedly installed, and at least one of the plurality of stators is rotated concentrically with the rotor. In the variable speed induction motor formed in the stator, the plurality of stators are provided with a reverse phase device that switches the direction of the rotating magnetic field of the stator in the opposite direction, and further, the reverse phase device is provided with a Y-△ switching together with the reverse phase device. The above problem is solved by providing the device and by providing voltage regulators for a plurality of stators.

また本発明によると前記可変速誘導電動機において、一
方の固定子の巻線に、運転時には電源に接続し制動時に
は巻線端子を短絡する切換装置と、他方の固定子巻線に
、運転時には順相に接続し制動時には逆相に接続する逆
相装置とを設けたことにより前記課題を解決するための
手段とした。
Further, according to the present invention, in the variable speed induction motor, a switching device is provided on one stator winding for connecting to a power source during operation and shorting the winding terminals during braking, and a switching device is provided on the other stator winding for connecting to a power source during operation and short-circuiting the winding terminals during braking. The above-mentioned problem was solved by providing a reverse-phase device that is connected to the reverse phase during braking and connected to the reverse phase during braking.

〔作 用〕[For production]

本発明の可変速誘導電動機は、回動固定子の回動で固定
子間に回転磁界の位相差を設けることにより、回転子の
自転速度及び発生トルクを、固定子間の位相差により変
化させることが可能となるものである。この可変速誘導
電動機に逆相装置による制動を行うとき、位相差を設け
ると制動トルクは位相差に応じて変化し様々な制動トル
ク特性を発生させることができる。また、固定子の電源
への結線゛をΔ結線として運転し、そのまま逆相制動に
切換える方法以外に、Y結線に切換えて逆相制動に切換
えるとY結線の線間電圧の差から制動力はΔ結線時のそ
れより低くソフトな制動力とすることができる。更に、
回動による位相差で制動力をコントロールできるが、た
とえば、、位相差の範囲(電気角0°〜180°)の制
動力より更に低い制動力を必要とする時は固定子の供給
電圧を降下させることで制動力を低く押さえることがで
きる。
The variable speed induction motor of the present invention changes the rotation speed of the rotor and the generated torque by creating a phase difference in the rotating magnetic field between the stators by rotating the rotating stator. This makes it possible. When braking this variable speed induction motor using a reverse phase device, if a phase difference is provided, the braking torque changes in accordance with the phase difference, making it possible to generate various braking torque characteristics. In addition to operating the stator with a delta connection to the power supply and then switching to reverse-phase braking, it is also possible to change the braking force to the Y-connection and then switch to reverse-phase braking due to the difference in line voltage between the Y-connections. It is possible to achieve a softer braking force that is lower than that when the Δ connection is made. Furthermore,
The braking force can be controlled by the phase difference caused by rotation, but for example, when a braking force lower than the braking force within the phase difference range (0° to 180° electrical angle) is required, the supply voltage of the stator is lowered. By doing so, the braking force can be kept low.

また制動時に一方の固定子巻線を短絡し、他方の固定子
巻線に逆相の回転磁界を与えると、他方の固定子は回転
子に対し逆相制動を行い、この逆相の磁界により回転子
導体に誘起される電流は一方の短絡した固定子巻線に誘
起電流を流すものであり、一方で逆相制動他方で発電制
動を行うよう構成している。
Also, when braking, if one stator winding is short-circuited and a rotating magnetic field of opposite phase is applied to the other stator winding, the other stator will brake the rotor in reverse phase, and due to this magnetic field of opposite phase. The current induced in the rotor conductor causes an induced current to flow through one of the short-circuited stator windings, and is configured to perform anti-phase braking on one side and dynamic braking on the other.

この場合にも回動固定子の回動により制動トルクは様々
に変化させることができる。また、一方の固定子巻線の
短絡点に可変抵抗を設けることでも制動トルクを変化さ
せることができる。
In this case as well, the braking torque can be varied in various ways by rotating the rotating stator. Furthermore, the braking torque can also be changed by providing a variable resistance at the short-circuit point of one stator winding.

以上のことから、回動固定子の回動と、逆相装置と、Y
−△切換装置及び電圧調整装置とにより、あるいは、一
方の固定子巻線を短絡する切換装置と、他方の固定子巻
線に逆相の電源を供給する逆相装置とによりあらゆる負
荷トルクあるいはGD’のものに対応できると共に同一
負荷におけるGD2の変化にも対応できる可変速誘導電
動機を最も簡単な方法で安価に提供することが可能とな
った。
From the above, the rotation of the rotating stator, the reverse phase device, and the Y
- Any load torque or It has become possible to provide a variable speed induction motor in the simplest manner and at a low cost, which is capable of responding to the above-mentioned changes in GD2 at the same load.

更には増速においても制動においても、固定子回動手段
による固定子の回動は共に有効であり、回動により様々
なトルク特性■線と制動トルク曲線を得ることが可能で
ある。
Furthermore, the rotation of the stator by the stator rotation means is effective in both speed increase and braking, and it is possible to obtain various torque characteristic curves and braking torque curves by rotation.

〔実施例〕〔Example〕

本発明は主としてかご型回転子をもつ2固定子誘導電動
機によって詳細を説明するが、これに限定されないこと
は言うまでもない。また、前記のように巻線型回転子を
もつ複数個誘導電動機の場合もあり、また、固定子巻線
のスター結線、デルタ結線の切り変えを併用してトルク
特性をより多様化する場合もある。回転子コア間の構成
も、空間,非磁性体,磁性体等を使用する場合がある。
Although the invention will mainly be described in detail with reference to a two-stator induction motor with a squirrel-cage rotor, it goes without saying that the invention is not limited thereto. In addition, as mentioned above, there are cases where there are multiple induction motors with wound rotors, and there are cases where the stator windings are switched between star connection and delta connection to further diversify the torque characteristics. . The structure between the rotor cores may also use spaces, non-magnetic materials, magnetic materials, etc.

すでに本出願人は、特願昭61−128314号として
本発明の構成の一部である複数固定子からなる誘導電動
機の構成、作用の詳細な説明を行なっているが、本発明
の実施例を第1図〜第5図に基づき説明する。
The present applicant has already given a detailed explanation of the structure and operation of an induction motor consisting of a plurality of stators, which is a part of the structure of the present invention, in Japanese Patent Application No. 128314/1982. This will be explained based on FIGS. 1 to 5.

第1図により本発明の構成の一部をなす電動機の1実施
例を説明する。符号lは本発明に係る可変速誘導電動機
であり、該誘導電動機1は以下のような構成を有する。
An embodiment of an electric motor forming a part of the structure of the present invention will be explained with reference to FIG. Reference numeral 1 denotes a variable speed induction motor according to the present invention, and the induction motor 1 has the following configuration.

磁性材料からなる回転子コア2,3を任意の間隔を設け
て回転子軸4に装着する。回転子コア2.3間は非磁性
体コア5を介設するか、または空間とする。回転子コア
2.3に装設した複数個の導体6・・・のそれぞれを回
転子コア2,3に連通して連結し一体的な回転子7を形
威し、その直列に連結した複数個の導体6・・・の両端
部は短絡環8.8により短絡される。また、本実施例に
おいては回転子7に装設された導体6・・・は回転子コ
ア2.3間の非磁性体コア5部において、それぞれを任
意のベクトルの差の電流が流れると通電する抵抗材9を
介して連結してある。
Rotor cores 2 and 3 made of magnetic material are mounted on a rotor shaft 4 with an arbitrary interval provided therebetween. A non-magnetic core 5 is interposed between the rotor cores 2 and 3, or a space is provided between the rotor cores 2 and 3. Each of the plurality of conductors 6 installed in the rotor core 2.3 is connected in communication with the rotor core 2, 3 to form an integral rotor 7, and a plurality of conductors 6 connected in series are connected to each other to form an integral rotor 7. Both ends of the conductors 6 are short-circuited by a short-circuit ring 8.8. In addition, in this embodiment, the conductors 6 installed in the rotor 7 are energized when a current with an arbitrary vector difference flows through each of the non-magnetic core 5 portions between the rotor cores 2 and 3. They are connected via a resistive material 9.

回転コア2,3に対峙する外側部に巻線1o,11を施
した第1固定子12と第2固定子13を機枠14に並設
し、機枠14と第1固定子12との間すべり軸受15を
装設し、第2固定子13は機枠14に固定する。ここで
固定子回動装置について説明する。第1固定子12の一
側局面にはギヤ−17を嵌着してある。機枠14の外周
部に固設した回動用電動機20に駆動用歯車21を軸着
し、該駆動用歯車21は第1固定子12に嵌着したギヤ
−17に係合される。
A first stator 12 and a second stator 13 having windings 1o and 11 on their outer sides facing the rotating cores 2 and 3 are arranged side by side on a machine frame 14, and the machine frame 14 and the first stator 12 are A sliding bearing 15 is installed, and the second stator 13 is fixed to the machine frame 14. Here, the stator rotation device will be explained. A gear 17 is fitted to one side surface of the first stator 12. A driving gear 21 is pivotally attached to a rotating electric motor 20 fixed to the outer periphery of the machine frame 14, and the driving gear 21 is engaged with a gear 17 fitted to the first stator 12.

このように構成することにより、第1固定子12は回動
用電動機20の作動によって四転子7と同心的に回動回
動固定子16を構成する。そうして、第1固定子12の
回動と第2固定子13とによって電圧移相装置が構成さ
れる。
With this configuration, the first stator 12 forms a rotary stator 16 that rotates concentrically with the four rotors 7 by the operation of the rotary electric motor 20. Thus, the rotation of the first stator 12 and the second stator 13 constitute a voltage phase shifting device.

回転子7の回転子軸4には速度検出器22が関連的に設
けてある。この場合、非接触式、接触式のどちらでも良
い。
A speed detector 22 is associated with the rotor shaft 4 of the rotor 7 . In this case, either a non-contact type or a contact type may be used.

また、第l固定子12と第2固定子13の巻線10.1
1の形態は、△結線、Y結線のどちらでもよい。次の第
1の実施例においては△結線で運転し、Y結線で制動を
行なう。
In addition, the windings 10.1 of the l-th stator 12 and the second stator 13
The first form may be either a Δ connection or a Y connection. In the following first embodiment, operation is performed with the Δ connection, and braking is performed with the Y connection.

次に本発明の第1の実施例を第2図に示す。Next, a first embodiment of the present invention is shown in FIG.

電源30に電源開閉装置31と逆相装置43及びY一△
切換装置44とを介して誘導電動機1を接続してある。
The power source 30 has a power switch device 31, a reverse phase device 43, and Y1△
The induction motor 1 is connected via a switching device 44 .

更に電源30は制御部32と稼動工程記憶部33とから
なる制御装置34に接続してあり、前記制御部32には
前記電源開閉装置31と逆相装置43とY一△切換装置
44と速度検出器22及び固定子回動装置35とを接続
してある。
Further, the power supply 30 is connected to a control device 34 consisting of a control section 32 and an operation process storage section 33, and the control section 32 has the power switching device 31, a reverse phase device 43, a Y-Δ switching device 44, and a speed control device 34. The detector 22 and the stator rotation device 35 are connected.

更に前記制御部32について説明する。第3図において
そのブロック,図を示す。該ブロック図によると微少時
間ごとに速度検出器22の信号を入力する信号入力手段
40と入力手段40の速度信号を演算処理する演算手段
37と演算手段37の結果と制御手段41を介して稼動
工程記憶部33から送出される稼動工程のデータとを比
較する比較手段38と比較手段38の結果により正また
は負の回動信号を回動装置35に出力する信号出力手段
39及びこれらを制御する制御手段41とにより構成さ
れる。ところで前記制御手段41はマイクロプロセッサ
ーを使用するマイコン構成とすることなどは現技術手段
により実施されるものとする。
Furthermore, the control section 32 will be explained. The block diagram is shown in Fig. 3. According to the block diagram, the signal input means 40 inputs the signal of the speed detector 22 every minute time, the calculation means 37 performs calculation processing on the speed signal of the input means 40, and the operation is performed via the result of the calculation means 37 and the control means 41. Comparing means 38 for comparing the operating process data sent from the process storage section 33; signal output means 39 for outputting a positive or negative rotation signal to the rotating device 35 according to the result of the comparing means 38; and a signal outputting means 39 for controlling these. It is constituted by a control means 41. By the way, it is assumed that the control means 41 has a microcomputer configuration using a microprocessor, which is implemented by current technical means.

電源開閉装fl31と逆相装置43及びY一△切換装置
44とは信号出力手段39を介し制御手段41より制御
される。また信号入力手段40には外部の位置センサー
、たとえば自動倉庫の停止位置センサーなどの外部入力
信号42を人力することもある。
The power switching device fl31, the reverse phase device 43, and the Y-Δ switching device 44 are controlled by the control device 41 via the signal output device 39. Further, the signal input means 40 may be manually inputted with an external input signal 42 from an external position sensor, for example, a stop position sensor of an automated warehouse.

次に第4図に稼動工程記憶部33に記憶した稼動工程を
示す。この稼動工程は任意の定格速度をV1とし、始動
から定格速度に至るまでの時間をT1としてある。これ
により加速度が与えられる。v2は任意停止位置に至る
直前の低速度であり、前記速度V1から■2に減速する
時間をT2としてある。ところで減速するタイミングは
外部の位置センサーか、オペレーターの操作等による外
部信号であり、停止も同様である。
Next, FIG. 4 shows the operating process stored in the operating process storage section 33. In this operation process, an arbitrary rated speed is set as V1, and the time from starting to the rated speed is set as T1. This gives acceleration. v2 is the low speed just before reaching the arbitrary stop position, and T2 is the time to decelerate from the speed V1 to ■2. Incidentally, the timing of deceleration is determined by an external position sensor or an external signal from an operator's operation, and the same applies to stopping.

尚、第5図は本発明に係る誘導電動機のトルク特性曲線
の一例であり、回動固定子を0°から180° (電気
角)に回動した場合のトルク曲線の変化の一部を示して
いる。
FIG. 5 is an example of the torque characteristic curve of the induction motor according to the present invention, and shows part of the change in the torque curve when the rotating stator is rotated from 0° to 180° (electrical angle). ing.

次に固定子巻線10.11の結線を第6図に、また結線
の切換を行う逆相装置43とY−△切換装rIl44と
の切換スイッチを第6図と第7図において説明する。
Next, the connections of the stator windings 10, 11 will be explained with reference to FIG. 6, and the changeover switches between the reverse phase device 43 and the Y-Δ switching device rIl 44 for switching the connections will be explained with reference to FIGS. 6 and 7.

第6図に示すものは固定子巻線10.11の結線であり
、並列接続において、Y結線と△結線の両方に切換可能
となっている。M1とM2は開閉器であり連動する2つ
の開閉器の交互の開閉によりY結線と△結線に切換えら
れる。またM3の開閉は並列結線の2つの固定子の回転
磁界の回転方向を切換えるものであり、2つの開閉器の
交互の開閉により正逆回転となる。この第6図の状態は
並列△結線で正転方向に開閉器Ml,M2,M3は切換
えてある(M11一閉,Mη=開,M21=閉.Mη=
開, M3,=閉,M,′2=開)。
What is shown in FIG. 6 is the connection of stator windings 10 and 11, which can be switched to both Y connection and Δ connection in parallel connection. M1 and M2 are switches, and the connection is switched between Y connection and Δ connection by alternately opening and closing the two interlocking switches. Further, the opening and closing of M3 is to switch the rotation direction of the rotating magnetic field of the two stators connected in parallel, and the alternate opening and closing of the two switches results in forward and reverse rotation. The state shown in Fig. 6 is a parallel △ connection, and the switches Ml, M2, and M3 are switched in the forward rotation direction (M11 closed, Mη=open, M21=closed, Mη=
open, M3,=closed, M,'2=open).

第7図に示すものは開閉器Ml,M2,M3の開閉に作
用する単純なシーケンス回路を示す。
FIG. 7 shows a simple sequence circuit that operates to open and close switches M1, M2, and M3.

逆相装置43は開閉器M3を動作させるコイル45と信
号出力手段39の出力信号で動作するリレー46が設け
てあり、開閉器M3とコイル45とリレー46により構
成されている。
The reverse phase device 43 is provided with a coil 45 that operates the switch M3 and a relay 46 that operates with the output signal of the signal output means 39, and is constituted by the switch M3, the coil 45, and the relay 46.

次にY−△切換装置44は開閉器Ml,M2を動作させ
るコイル47.49と信号出力手段39の出力信号で動
作するリレー48が設けてあり、開閉器M1とコイル4
7,コイル49とリレー48により構成されている。こ
の第7図の状態はリレー46、リレー48共にOFFで
、コイル45、コイル47,コイル49共に印加されて
いない。
Next, the Y-△ switching device 44 is provided with coils 47, 49 that operate the switches M1 and M2, and a relay 48 that operates with the output signal of the signal output means 39.
7. Consists of a coil 49 and a relay 48. In the state shown in FIG. 7, both relay 46 and relay 48 are OFF, and no voltage is applied to coil 45, coil 47, and coil 49.

次に制動について説明する。第6図の接続における誘導
電動機の回転方向を正回転とするとM3を切換える( 
M 3 1 =開,M32=閉)と逆回転方向の回転磁
界となり、正回転に対し制動作用となる。
Next, braking will be explained. If the rotation direction of the induction motor in the connection shown in Fig. 6 is forward rotation, M3 is switched (
M 3 1 = open, M32 = closed), it becomes a rotating magnetic field in the reverse direction of rotation, and serves as a brake against forward rotation.

また開閉器Ml,M2をM3と同時に切換えるとそれぞ
れの固定子巻線はY結線となり、△結線に比較して軟制
動となりショックの少ない制動を行うことができる。こ
の制動作用を発生させたとき回動固定子16を回動させ
ると、それぞれ任意の回動角に応じて制動トルクが変化
することになる。この時の制動トルク特性を第8図に示
す。第8図のものは本発明のY結線における逆相制動ト
ルクである。この制動トルクは第8図に示す通り、回動
固定子16の回動角(vi!J中の数値は電気角)を変
化させることにより任意の回動角における制動トルクが
それぞれ異なり、負荷の変動、GD2の変化にも対応で
きるものである。
Furthermore, when the switches M1 and M2 are switched at the same time as M3, each stator winding becomes Y-connected, which results in soft braking compared to the Δ-connection, allowing braking with less shock. If the rotary stator 16 is rotated when this braking action is generated, the braking torque will change according to each arbitrary rotation angle. The braking torque characteristics at this time are shown in FIG. The one in FIG. 8 shows the reverse phase braking torque in the Y connection of the present invention. As shown in Fig. 8, the braking torque at a given rotation angle varies by changing the rotation angle of the rotation stator 16 (the numbers in vi!J are electrical angles), and the It can also respond to fluctuations and changes in GD2.

また、回転子が高抵抗型、低抵抗型によりこの制動トル
ク曲線も右上がり傾向または右下り傾向に変化して多様
の変化を持つものである。
Further, depending on whether the rotor is of a high resistance type or a low resistance type, this braking torque curve also changes to an upward trend or a downward trend to the right, and has various changes.

本実施例においては前述の如く、制動においてはY結線
(第8図の制動トルク)である。しかしながら、本実施
例に限定されることなく、低抵抗型、△結線と用途に応
じて様々な組み合わせが実現可能である。
In this embodiment, as described above, braking is performed using a Y connection (braking torque shown in FIG. 8). However, the present invention is not limited to this embodiment, and various combinations of the low resistance type and the Δ connection can be realized depending on the application.

以上の構成による作用を説明する。スタート信号を信号
入力手段40より外部から制御手段41に入力すると、
制御手段41は信号出力手段39を介し電源開閉装置3
1を閉じる。このとき電動機の回動角(電気角)は位相
差の大きい側、たとえば1800に位置している。
The effect of the above configuration will be explained. When a start signal is externally input to the control means 41 from the signal input means 40,
The control means 41 connects the power switchgear 3 via the signal output means 39.
Close 1. At this time, the rotation angle (electrical angle) of the motor is located on the side where the phase difference is large, for example, 1800 degrees.

速度検出器22から送出される信号を、信号入力手段4
0を介して演算手段37に入力する。
The signal sent from the speed detector 22 is input to the signal input means 4.
It is input to the calculation means 37 via 0.

演算処理手段37は微少時間△tにおける速度変化を加
速度として比較手段38に送出する。
The arithmetic processing means 37 sends the speed change in the minute time Δt to the comparison means 38 as acceleration.

比較手段38は稼動工程記憶部33から与えられる定格
速度に至るまでの加速度値との比較を行ない、たとえば
加速度小ならば正、加速度大ならば0または負の信号を
信号出力手段39より固定子回動装置35に出力する。
The comparison means 38 compares the acceleration value up to the rated speed given from the operation process storage section 33, and outputs a positive signal if the acceleration is small, and a 0 or negative signal if the acceleration is large, from the signal output means 39 to the stator. Output to the rotation device 35.

また任意時間における回転速度は前記稼動工程より与え
られることから、前記加速度と、その時の回転速度との
両者を、速度検出器22と稼動工程記憶部の値とにより
比較し、前記両者の比較から固定子回動手段に信号出力
して、前記T1時間において定格速度v1まで安定して
加速されるものである。このようにして速度検出器22
との速度値と稼動工程記憶部33に記憶された任意時の
値または定められた加速とを比較して、その生じた差異
にまり回動固定子を固定子回動装置で回動し、トルク特
性を多様に変化させて、負荷トルクよりも大きいトルク
特性で徐々に高速域、つまり位相差を180°→0°の
方向で徐々に高速域に推移させる。また定速回転に至っ
ては、負荷トルクと電動機のトルク特性との交点が、目
標とする回転速度となるよう制御され回動固定子位置を
設定する。
Furthermore, since the rotational speed at any given time is given by the operating process, both the acceleration and the rotational speed at that time are compared using the speed detector 22 and the value in the operating process storage section, and from the comparison between the two, A signal is output to the stator rotating means to stably accelerate the stator to the rated speed v1 during the time T1. In this way, the speed detector 22
Compare the speed value with the arbitrary value or predetermined acceleration stored in the operating process storage unit 33, and rotate the rotary stator using the stator rotation device based on the resulting difference, The torque characteristics are varied in various ways, and the torque characteristics are larger than the load torque to gradually shift to a high speed range, that is, the phase difference is gradually shifted to a high speed range in the direction of 180°→0°. In addition, for constant speed rotation, the rotating stator position is set by controlling the intersection of the load torque and the torque characteristic of the electric motor to a target rotation speed.

?に減速に至っては、停止用センサーまたはオペレータ
ーの操作による外部信号等が信号入力手段40より入力
されると、制御手段4lは信号出力手段39を介し、逆
相装置43、Y△切換装置44に信号を出力してリレー
46及びリレー48を作動させコイル45とコイル47
とコイル49とに印加する。コイル45とコイル47及
びコイル49への印加により開閉器M1と開閉器M2及
び開閉器M3は作動し、△結線からY結線に切換えられ
、また回転磁界の方向は逆方向となる。(M11一開,
J2=閉,M21=開,M22=閉,M31=開,M3
■=閉)。
? For deceleration, when an external signal, etc. from a stop sensor or an operator's operation is input from the signal input means 40, the control means 4l sends a signal to the reverse phase device 43 and the Y△ switching device 44 via the signal output means 39. A signal is output to activate relays 46 and 48, and coils 45 and 47 are activated.
is applied to the coil 49. The switches M1, M2, and M3 are operated by the application to the coils 45, 47, and 49, and the Δ connection is switched to the Y connection, and the direction of the rotating magnetic field is reversed. (M11 Ichikai,
J2=closed, M21=open, M22=closed, M31=open, M3
■ = closed).

回転磁界が逆方向となるため誘導電動機1は制動作用と
なる。
Since the rotating magnetic field is in the opposite direction, the induction motor 1 is used for braking.

このとき電動機の回動角(電気角)は位相差の小さい側
、たとえばO0に位置している。更に制動トルクは第8
図によると、位相差(電気角)o0の制動トルクを発生
することになる。
At this time, the rotation angle (electrical angle) of the electric motor is located on the side where the phase difference is small, for example, O0. Furthermore, the braking torque is 8th
According to the figure, a braking torque with a phase difference (electrical angle) o0 is generated.

速度検出器22から送出される信号を、信号入力手段4
0を介して演算手段37に入力する。
The signal sent from the speed detector 22 is input to the signal input means 4.
It is input to the calculation means 37 via 0.

演算処理手段37は微少時間△tにおける速度変化を負
の加速度として比較手段38に送出する。比較手段38
は稼動工程記憶部33から与えられる定格速度V2に至
るまでの負の加速度値との比較を行ない、たとえば負の
加速度が小ならば正、加速度大ならば0または負の信号
を信号出力手段39より固定子回動装置35に出力する
。また任意経過時間における回転速度は前記稼動工程よ
り与えられることから、前記負の加速度と、その時の回
転速度との両者を、速度検出器22と稼動工程記憶部の
値とにより比較し、前記両者の比較から固定子回動手段
に信号出力して、前記T2時間において定格速度■2ま
で安定して加速されるものである。このようにして速度
検出器22との速度値と稼動工程記憶部33に記憶され
た任意時の値または定められた加速とを比較して、その
生じた差異により回動固定子を固定子回動装置で回動し
、トルク特性を多様に変化させて、Y結線の制動トルク
特性で徐々に低速域に推移させる。
The arithmetic processing means 37 sends the speed change in the minute time Δt to the comparison means 38 as a negative acceleration. Comparison means 38
compares it with the negative acceleration value up to the rated speed V2 given from the operating process storage section 33, and outputs a positive signal if the negative acceleration is small, and a 0 or negative signal if the acceleration is large. The output is then output to the stator rotation device 35. Furthermore, since the rotational speed at an arbitrary elapsed time is given by the operating process, both the negative acceleration and the rotational speed at that time are compared by the speed detector 22 and the value in the operating process storage unit, and both the negative acceleration and the rotational speed at that time are compared. Based on the comparison, a signal is output to the stator rotating means, and the stator is stably accelerated to the rated speed (2) during the T2 time. In this way, the speed value from the speed detector 22 is compared with the value at any time or the predetermined acceleration stored in the operating process storage section 33, and the rotating stator is rotated based on the difference. It is rotated by a drive device, and the torque characteristics are varied in various ways, and the braking torque characteristics of the Y-connection are used to gradually shift the speed to a low speed range.

以上のように制動を行ない速度がv2に至ると、負荷ト
ルクと電動機のトルク特性との交点が目標とする回転速
度v2となるよう制御される。この制御は、負荷の慣性
力により異なるが負荷の慣性力により制動トルクを小さ
く制御するか、または、正回転方向に開閉器M2を切換
えるかで速度■2を保持するものである。最後に停止位
置センサーまたはオペレーターの停止操作を信号入力手
段40より入力すると、制御手段41は信号出力手段3
9より電源開閉装置31に信号出力して電源を開放する
と共に任意の機械的な制動装置により停止させるもので
ある。
When the speed reaches v2 by performing braking as described above, control is performed so that the intersection of the load torque and the torque characteristic of the electric motor becomes the target rotational speed v2. This control is to maintain the speed 2 by either controlling the braking torque to a small value depending on the inertial force of the load, or by switching the switch M2 to the forward rotation direction, although this varies depending on the inertial force of the load. Finally, when the stop position sensor or the operator's stop operation is input from the signal input means 40, the control means 41 controls the signal output means 3.
9 outputs a signal to the power supply opening/closing device 31 to open the power supply and to stop the power supply by an arbitrary mechanical braking device.

ところで前述の如く、本実施例は2個の固定子巻線を電
源に並列に接続し、運転時は△結線に、制御時はY結線
に切換えて、2個の固定子に逆回転の回転磁界を与える
よう逆相切換を行ない制動を行なうものを示したが、Y
一△切換をしないで△結線のまま逆相制動を行なうこと
も可能である。
By the way, as mentioned above, in this embodiment, the two stator windings are connected in parallel to the power supply, and the connection is switched to △ connection during operation and Y connection during control, so that the two stators are rotated in the opposite direction. We have shown a system that performs braking by performing reverse phase switching to apply a magnetic field, but Y
It is also possible to perform anti-phase braking with the △ connection without performing the △ switching.

制動トルクは回動固定子の回動により制御されるが、回
動固定子の回動を第8図において電気角で180°にし
たときの制動トルクより小さい制動トルクを必要とした
とき、本発明は電圧調整装置を用いる。駆動トルクは電
圧の2乗に比例することから、制動トルクにも作用し、
回動固定子の回動による制動トルクの制御範囲を外れた
場合でも電圧の調整により更に制御範囲を拡大させるこ
とができる。
The braking torque is controlled by the rotation of the rotary stator, but when a braking torque smaller than the braking torque when the rotary stator is rotated at 180 degrees in electrical angle in Fig. 8 is required, this The invention uses a voltage regulator. Since the driving torque is proportional to the square of the voltage, it also affects the braking torque.
Even if the braking torque due to rotation of the rotating stator is out of the control range, the control range can be further expanded by adjusting the voltage.

次に第2の実施例につき第9図と第10図において説明
する。これは一方の固定子で発電制動を他方の固定子で
逆相制動を行うもので、固着固定子と回動固定子はどち
らでもよい。
Next, a second embodiment will be explained with reference to FIGS. 9 and 10. In this case, one stator performs dynamic braking and the other stator performs reverse phase braking, and either a fixed stator or a rotating stator may be used.

第9図に示すものは第2の実施例の結線図であり、並列
接続においてM4,M5,M6,M7は開閉器である。
What is shown in FIG. 9 is a wiring diagram of the second embodiment, in which M4, M5, M6, and M7 are switches in parallel connection.

M4の開閉で逆相への切換えを行い、M,の開閉で、Y
−△の切換を、M6とM7の開閉で、△結線の巻線への
給電と短絡とを切換えるものである。この第9図の状態
は、両固定子共に三相電源に並列△結線された?態を示
している。( M a + =閉,M4■=開゛,M,
1=閉,M,2=開, M6,=閉, M6■=開,M
7,=閉,M,2=開) 第10図に示すものは開閉器M+ , M2 , M3
,M4に作用する単純なシーケンス回路である。
Switching to reverse phase is performed by opening and closing M4, and switching to reverse phase by opening and closing M.
- The switch of △ is switched between power supply to the △-connected winding and short circuit by opening and closing M6 and M7. In the state shown in Figure 9, are both stators connected in parallel to the three-phase power supply? It shows the status. (M a + = closed, M4 = open, M,
1=closed, M, 2=open, M6,=closed, M6■=open, M
7, = closed, M, 2 = open) The switches shown in Fig. 10 are M+, M2, M3.
, M4 is a simple sequence circuit.

ここで逆相装置43は開閉器M4を動作させるコイル5
0と信号出力手段39の出力信号で動作するリレー52
とが設けてあり、開閉器M4とコイル50とリレー52
とにより構成されている。
Here, the reverse phase device 43 is a coil 5 that operates the switch M4.
0 and the output signal of the signal output means 39
are provided, switch M4, coil 50, and relay 52.
It is composed of.

次にY−△切換装置44は開閉器M,を動作させるコイ
ル51と信号出力手段39の出力信号で動作するリレー
53とが設けてあり、開閉器M5とコイル51とリレー
53とにより構成される。最後に符号60は発電制動用
の切換装置であり、開閉器Mb ,M7のそれぞれを動
作させるコイル54.56と信号出力手段39の出力信
号で動作するリレー66が設けてある。
Next, the Y-△ switching device 44 is provided with a coil 51 that operates the switch M, and a relay 53 that operates with the output signal of the signal output means 39, and is constituted by the switch M5, the coil 51, and the relay 53. Ru. Finally, reference numeral 60 is a switching device for dynamic braking, which is provided with coils 54 and 56 that operate the switches Mb and M7, respectively, and a relay 66 that operates with the output signal of the signal output means 39.

この開閉器Mb ,MVとコイル54.56とリレー5
5とにより前記切換装置60を構成している。
This switch Mb, MV, coil 54, 56 and relay 5
5 constitute the switching device 60.

ところで開閉器M6の短絡側に抵抗装置を設けると発電
制動の制御が可能となりより広い制動範囲を得ることが
可能となる。
By the way, if a resistance device is provided on the short-circuit side of the switch M6, it becomes possible to control dynamic braking and obtain a wider braking range.

次に本実施例の制動について説明する。第9図に示す接
続を正回転とするとき、信号出力手段39からリレー5
2.53.55に信号出力して開閉器M4〜M,を切換
えると、開閉器M4により一方の固定子巻線は逆相とな
り、開閉器M,によりY結線となる。また開閉器M6,
M7の切換により他方の固定子巻線は△結線のまま給電
端子を短絡してあるため、回転子の回転により起電力を
生じる。この生じた起電力は短絡した固定子巻線の導体
抵抗その他により消化される。このときの制動トルクを
第11図に示す。この図の通り第1の実施例と同様に回
動固定子の回動により制動トルクは変化しており、前述
したように本実施例の開閉器M6の短絡側に抵抗装置を
設けることで更に範囲の広い制動トルク特性を得ること
ができる。
Next, the braking of this embodiment will be explained. When the connection shown in FIG. 9 is for forward rotation, the signal output means 39 to the relay 5
When a signal is output on 2.53.55 to switch the switches M4 to M, one of the stator windings is set in the opposite phase by the switch M4, and Y-connected by the switch M. Also switch M6,
By switching M7, the other stator winding has its power supply terminal short-circuited while remaining Δ-connected, so an electromotive force is generated by rotation of the rotor. This generated electromotive force is absorbed by the conductor resistance of the shorted stator winding and other factors. The braking torque at this time is shown in FIG. As shown in this figure, the braking torque changes due to the rotation of the rotating stator as in the first embodiment, and as described above, by providing a resistance device on the short-circuit side of the switch M6 of this embodiment, A wide range of braking torque characteristics can be obtained.

以上のように本発明による制動は制動装置・方法により
一意的に決定される制動トルクを、負荷の変動または負
荷の変化に応じて多様に変化させることが可能となり、
あらゆる負荷の制動装置として用いることが可能となっ
た。
As described above, the braking according to the present invention allows the braking torque uniquely determined by the braking device/method to be varied in various ways according to load fluctuations or changes in the load.
It has become possible to use it as a braking device for any load.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように構成したので、電動機の回転速度または回
転速度の変化による加速度と、稼動工程記憶部の工程と
の比較により可変速誘導電動機の正の加速度の制御がで
きると共に負(制動)の加速度及び速度をコントロール
できるので、極数切換、インバータ、機械的変速装置は
不要となり、たとえば自動倉庫等の荷動において、荷く
ずれしない負の加速度と速度とを稼動工程記憶部に記憶
させて、安全に迅速にしかも回動固定子の回動という最
も安価な方法で自動倉庫等の稼動が実現される。
With the above configuration, the positive acceleration of the variable speed induction motor can be controlled by comparing the acceleration caused by the rotational speed of the motor or a change in the rotational speed with the process in the operation process storage unit, and also the negative (braking) acceleration can be controlled. Since the speed and speed can be controlled, there is no need for pole number switching, inverters, or mechanical transmission devices.For example, when moving loads in automated warehouses, the negative acceleration and speed that will not cause the load to collapse can be stored in the operation process memory to ensure safety. The operation of automated warehouses, etc. can be realized quickly and by the cheapest method of rotating a rotating stator.

したがって、トルクの多様化を図り低速から定格回転域
まで高いトルクを発生することのできる可変速誘導電動
機の用途の拡大と高トルクの電動機を必要とするあらゆ
る分野に、更に大きく貢献できるようになった。
Therefore, the use of variable speed induction motors that can generate high torque from low speeds to the rated rotation range by diversifying torque will expand, and it will be able to make even greater contributions to all fields that require high torque motors. Ta.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は複数固定子誘導電動機の側断面図、第2図は実
施例の構成を示す図、第3図は実施例のブロック図、第
4図は実施例の稼動工程図、第5図は本発明に係る誘導
電動機のトルク特性図、第6図は固定子巻線と逆相装置
及びY一△切換装置の結線図、第7図は逆相装置とY一
△切換装置との簡単なシーケンス回路図、第8図は並列
Y結線時の制動トルク特性図、第9図は第2の実施例の
結線図、第10図は第2の実施例のシーケンス回路図、
第11図は第2の実施例の制動トルク特性図である。 1・・・可変速誘導電動機、2,3・・・回転子コア、
4・・・回転子軸、5・・・非磁性体コア、6・・・回
転子導体、7・・・回転子、8・・・短絡環、9・・・
抵抗材、10.11・・・固定子巻線、12・・・第1
固定子、13・・・第2固定子、l4・・・機枠、15
・・・軸受、16・・・回動固定子、17・・・ギャー
、2o・・・回動用電動機、21・・・駆動用歯車、2
2・・・速度検出器、30・・・電源、31・・・電I
Ii4開閉装置、32・・・制御部、33・・・稼動工
程記憶部、34・・・制御装置、35・・・固定子回動
装置、37・・・演算手段、38・・・比較手段、39
・・・信号出力手段、4o・・・信号入力手段、41・
・・制御手段、42・・・外部信号、43・・・逆相装
置、44・・・Y一△切換装置、45,47,50.5
1.54.56・・・コイル、46.48.52.53
.55・・・リレー、6o切換装置、M,.M2 .M
i .M4,MS .M6,M7・・・開閉器。
Fig. 1 is a side sectional view of a multi-stator induction motor, Fig. 2 is a diagram showing the configuration of the embodiment, Fig. 3 is a block diagram of the embodiment, Fig. 4 is an operation process diagram of the embodiment, and Fig. 5 is a torque characteristic diagram of the induction motor according to the present invention, FIG. 6 is a connection diagram of the stator winding, the reverse phase device and the Y-1Δ switching device, and FIG. 7 is a simple diagram of the connection between the reverse phase device and the Y-1Δ switching device. Fig. 8 is a braking torque characteristic diagram for parallel Y connection, Fig. 9 is a connection diagram of the second embodiment, Fig. 10 is a sequence circuit diagram of the second embodiment,
FIG. 11 is a braking torque characteristic diagram of the second embodiment. 1... Variable speed induction motor, 2, 3... Rotor core,
4... Rotor shaft, 5... Non-magnetic core, 6... Rotor conductor, 7... Rotor, 8... Short circuit ring, 9...
Resistance material, 10.11... Stator winding, 12... First
Stator, 13...Second stator, l4...Machine frame, 15
... Bearing, 16... Rotating stator, 17... Gear, 2o... Rotating electric motor, 21... Drive gear, 2
2... Speed detector, 30... Power supply, 31... Electric I
Ii4 opening/closing device, 32...control unit, 33...operation process storage unit, 34...control device, 35...stator rotation device, 37...calculating means, 38...comparing means , 39
... Signal output means, 4o... Signal input means, 41.
...Control means, 42...External signal, 43...Negative phase device, 44...Y-Δ switching device, 45, 47, 50.5
1.54.56...Coil, 46.48.52.53
.. 55...Relay, 6o switching device, M, . M2. M
i. M4, MS. M6, M7...Switches.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)同一回転軸上に任意の間隔をおいて設けた複数個
の回転子コアに装着した複数個の導体のそれぞれを連通
状に連結した回転子と、前記各回転子コアにそれぞれ対
向して周設され巻線を直列接続した複数個の固定子とを
有し、且つ前記複数個の固定子のうち少なくとも1個の
固定子を回転子と同心的に回動する回動固定子に形成し
た可変速誘導電動機において、前記複数個の固定子に該
固定子の回転磁界の方向を逆方向に切換える逆相装置を
設けたことを特徴とする可変速誘導電動機。
(1) A rotor in which a plurality of conductors attached to a plurality of rotor cores provided at arbitrary intervals on the same rotating shaft are connected in a continuous manner, and a rotor that faces each of the rotor cores. a plurality of stators arranged around the rotor and having windings connected in series, and at least one stator among the plurality of stators is a rotating stator that rotates concentrically with the rotor. A variable speed induction motor according to the present invention, wherein the plurality of stators is provided with a reverse phase device for switching the direction of the rotating magnetic field of the stators in the opposite direction.
(2)請求項(1)記載の可変速誘導電動機であって、
逆相装置と共にY−△切換装置を設けたことを特徴とす
る可変速誘導電動機。
(2) The variable speed induction motor according to claim (1),
A variable speed induction motor characterized in that a Y-Δ switching device is provided together with a reverse phase device.
(3)請求項(1)又は(2)記載の可変速誘導電動機
であって、複数個の固定子に電圧調整装置を設けたこと
を特徴とする可変速誘導電動機。
(3) The variable speed induction motor according to claim (1) or (2), characterized in that a plurality of stators are provided with voltage regulators.
(4)同一回転軸上に任意の間隔をおいて設けた複数個
の回転子コアに装着した複数個の導体のそれぞれを連通
状に連結した回転子と、前記各回転子コアにそれぞれ対
向して周設され巻線を並列接続した複数個の固定子とを
有し、且つ前記複数個の固定子のうち少なくとも1個の
固定子を回転子と同心的に回動する回動固定子に形成し
た可変速誘導電動機において、一方の固定子を巻線に、
運転時には電源に接続し制動時には巻線端子を短絡する
切換装置と、他方の固定子巻線に、運転時には順相に接
続し制動時には逆相に接続する逆相装置とを設けたこと
を特徴とする可変速誘導電動機。
(4) A rotor in which a plurality of conductors attached to a plurality of rotor cores provided at arbitrary intervals on the same rotating shaft are connected in a continuous manner, and a rotor that faces each of the rotor cores, respectively. a plurality of stators arranged around the rotor and having windings connected in parallel, and at least one stator among the plurality of stators is a rotating stator that rotates concentrically with the rotor. In the formed variable speed induction motor, one stator is connected to the winding,
Features include a switching device that connects to the power supply during operation and short-circuits the winding terminals during braking, and a reverse phase device that connects the other stator winding to normal phase during operation and to reverse phase during braking. Variable speed induction motor.
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JP2919499B2 (en) 1999-07-12

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